Индукционный нагреватель текучей среды Советский патент 1991 года по МПК H05B6/10 

Изобретение относится к индукционным нагревательным устройствам, предназначенным для термообработки текучих сред в различных отраслях химической, нефтехимической и пищевой промышленности.

Целью изобретения - повышение интенсивности и равномерности нагрева среды.

На фиг. 1 изображен индукционный нагреватель с ТВЭ в виде перфорированного цилиндра с наружными ребрами, общий вид; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечения Б-Б и В-В на фиг. 1; на фиг. 4 - развертка цилиндрической поверхности тепловыделяющего элемента с наклонными ребрами.

Индукционный нагреватель текучей среды содержит индукционную обмотку 1, охватывающую магнитопрозрачную емкость 2, снабженную патрубками входа 3 и выхода 4 среды. Внутри обмотки 1 размещены ферромагнитные тепловыделяющие элементы 5, находящиеся на в,лу Sэлектропривода 7. Тепловыделяющей ГГВЭ, О (фиг. 1) имеет равномерную перфорацию лг. образующим цилиндра между реОрзми, причем перфорация выполнена наклонно к радиальной плоскости, а направления отверстий перфорации соседних рядов противоположны друг другу (фиг. 3).

Перфорация способствует возникчо г- нию аксиальных потоков текучей соеды во всем объеме емкости, создавая равномерное распределение температуры в вертикальном направлении, так как аксиальные потоки, возникающие при прохождении через отверстия соседних рядов, направлены в противопе ожкые стороны - один - вверх,

ДРУГОЙ - ВН1-3.

Ферромагнитные рабра ТВЭ 5 расположены на наружной поверхности тепловыделяющего злемена. На фиг. 4 показана развертка цилиндрической поверхности тепловыделя С цего элемента с наклонными

Х|

КЗ

$3

I

VL-ISsSi

ребрами, жестко установленными на наружной поверхности ТВЭ с чередующимися углами наклонов.

Устройство работает следующим образом.

При подаче переменного напряжения на индукционную обмотку вокруг нее возникают электромагнитные пульсирующие поля, под влиянием которых в ферромагнитном ТВЭ 5 образуются вихревые токи, приводящие к разогреву этого элемента. ТВЭ, находясь во вращательном состоянии внутри магнито- прозрачной емкости 2, заполненной текучей средой, обеспечивают интенсивную и равномерную термообработку среды.

Конструкция ТВЭ оказывает существенное влияние на интенсивность теплоотдачи и равномерный прогрев среды, поскольку ТВЭ, находясь во вращательном -движении, одновременно выполняют роль перемешивающего устройства. Расположение ребер на наружной стороне цилиндрического ТВЭ приводит к более интенсивному нагреву окружающей текучей среды, чем если бы они находились с внутренней стороны, так как в этом случае корпус ферромагнитного цилиндра ТВЭ выполнял бы роль экрана по отношению к воздействующему полю индуктора. Ребра, расположенные с внутренней стороны, не испытывали бы воздействия поля и разогрев их п роисходил бы тол ько под вли - янием передачи тепла теплопроводностью от разогретой цилиндрической части ТВЭ. Если же ребра расположены с наружной стороны, то в них непосредственно возникают вихревые токи под влиянием электромагнитного поля индуктора,

Кроме того, применение наружных ребер на ТВЭ с чередующимися углами наклона приводит к положительному эффекту (более равномерный нагрев текучей среды) благодаря возникновению аксиальных потоков в среде, способствующих усреднению температуры. Для ТВЭ с наружными наклонными ребрами увеличивается поверхность поглощения электромагнитной энергии и интенсивность ее передачи текучей среды.

Результаты испытаний опытного образца индукционного нагревателя при снятии кривых нагрева текучей среды позволяют сделать вывод о том, что равномерность

прогрева среды по всем объеме при оптимальном сочетании теплотехнической и электротехнической эффективности наблюдается при соотношении диаметра емкости к среднему диаметру тепловыделяющего

элемента, равному 1,2. Предлагаемая конструкция индукционного нагревателя с погружными ТВЭ обеспечивает интенсивную и более равномерную термообработку текучей среды (реагентов) и, как следствие этого,

сокращение времени проведения процесса и снижение расхода электроэнергии по сравнению с известным индукционным способом обогрева химаппаратуры на 15-20%.

20

Формула изобретения

1.Индукционный нагреватель текучей среды, содержащий индукционную обмотку, охватывающую магнитопрозрачную цилиндрическую емкость, снабженную патрубками входа и выхода среды, и размещенный в ней перфорированный ферромагнитный тепловыделяющий элемент в виде цилиндра с ребрами, отличающийся тем, что, с целью

повышения интенсивности и равномерности нагрева среды, тепловыделяющий элемент выполнен вращающимся, указанные ребра установлены на его наружной поверхности, перфорация выполнена между ними

рядами по образующим цилиндра в виде профилированных каналов, продольная ось каждого из которых наклонена к радиальной плоскости цилиндра, а направление перфорации соседних рядов взаимно противоположно, при этом внутренний диаметр- емкости превышает диаметр тепловыделяющего элемента в 1,2 раза.

2.Нагреватель поп. 1,отличающий- с я тем, что указанные ребра установлены

наклонно к образующей цилиндрической поверхности и соседние ребра образуют между собой острый угол.

0 С

м ьо

U

2 2S ZZS3Z2S3ZZSY 2Z77J

игр gp

ц- Зч

±зсь

ф-ф-с -ф-фу

. - m 4$ra-- Јt - ( ZZZlZZZ§ZZZZZZZZ

У V ч х х ч х ч ч УТ

SXTS

kк

1

fej

1

I

i

Изобретение относится t. облеси электротехники. Целью изобретения является повышение интенсивности и оавномерностм нагрева среды В индукционном нагревателе текучей среды тепловыделяющий элемент выполнен с перфорацией специального профиля и оребреьиём. что при соблюдении указанно-о соотношения ре.эде,гоп элемент и емкости создает указзнныЛ гшлсжшельный эффект. 1 з.п. ф-ли, 4 ил.

фиг А

Редактор Н.Химчук

Составитель О.Щедрина Техред М.Моргентал

Корректор А.Осауленко